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DNA를 회로처럼...원하는 효소 찾는 '인공 유전자 회로' 기술 나와

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DNA를 회로처럼...원하는 효소 찾는 '인공 유전자 회로' 기술 나와

2019.01.22 17:22
인공 유전자회로를 이용해 특정 물질을 감지하면 녹색 빛을 내도록 만든 미생물의 개념도(맨 위). 이 기술로 나일론의 원료가 되는 엡실론-카프로락탐을 발견하면 푸른 형광이 나타나는 모습이 보인다(오른쪽 아래). -사진 제공 네이처 커뮤니케이션스
인공 유전자회로를 이용해 특정 물질을 감지하면 녹색 빛을 내도록 만든 미생물의 개념도(맨 위). 이 기술로 나일론의 원료가 되는 엡실론-카프로락탐을 발견하면 푸른 형광이 나타나는 모습이 보인다(오른쪽 아래). -사진 제공 네이처 커뮤니케이션스

국내 연구팀이 미생물 유전체에서 사람에게 유용한 물질을 합성하는 유전자를 찾는 데 성공했다. 특히 특정 기능을 수행하도록 인공적으로 합성한 DNA인 ‘유전자 회로’를 일종의 생물 센서로 활용하는 새로운 기술을 이용해, 향후 다른 유용 유전자를 찾을 때 도움이 될 것으로 보인다.


한국생명공학연구원은 염수진 한국생명공학연구원 합성생물학전문연구단 선임연구원과 이승구 단장팀이 서해안 갯벌에서 발견한 미생물의 유전체군(메타게놈)에서 나일론을 생산하는 물질인 ‘엡실론(ε)-카프로락탐’을 합성하는 효소 유전자를 발견하는 데 성공다고 22일 밝혔다. 엡실론-카프로락탐은 보통 석유에서 추출한 벤젠을 원료로 해서 만들어지는 물질로, 환경오염 등의 문제가 있어 미생물을 이용해 합성하려는 시도가 이어져 왔다.


염 선임연구원팀은 자체적으로 개발한 인공 유전자 회로를 일종의 센서로 이용해 엡실론-카프로락탐을 생산하는 효소의 유전자를 찾는 전략을 썼다. 유전자 회로는 특정한 상황에서 원하는 행동을 하도록 ‘설계’를 통해 합성한 DNA다. 마치 미세먼지를 감지하면 경고등을 켜는 전자회로처럼, 생물도 특정 물질을 만나면 빛(형광)을 내도록 DNA를 설계할 수 있다. 염 선임연구원팀은 엡실론-카프로락탐이 만들어질 때에만 세포가 녹색 형광을 내도록 DNA를 설계한 뒤 이를 미생물에 넣어, 엡실론-카프로락탐을 만드는 효소를 빠르게 찾는 데 성공했다. 


이 단장은 “새로운 플라스틱을 생합성하거나 분해하는 데 필요한 유전자를 발견하는 데에 유전자회로 기술이 응용될 수 있을 것”이라고 말했다.


연구 결과는 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 지난해 11월 29일자에 발표됐다.
 

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